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LIS3DH

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2017 年 5 月 Doc ID 18198 Rev 1 [English Rev 1] 1/52

AN3308

应用笔记

LIS3DH：MEMS 数字输出运动传感器

超低功耗高性能 3 轴 “nano” 加速度计

前言

本文档介绍了以 LGA 封装提供的低压 3 轴数字量输出线性 MEMS 加速度计。

LIS3DH 是属于 “nano” 系列的超低功耗高性能 3 轴线性加速度计，具有数字 I

C、 SPI 串行

接口标准输出。

器件具有超低功耗工作模式，可实现高级节能、智能睡眠唤醒以及恢复睡眠功能。

LIS3DH 具有 ±2g/±4g/±8g/±16g 的动态用户可选满量程，并能通过 1 Hz 到 5 kHz 的输出数

据速率测量加速度。

器件可配置为通过独立的惯性唤醒 / 自由落体事件以及通过器件自身的位置生成中断信号。

中断发生器的阈值和时序可由终端用户动态设定。

也可通过可自动编程的睡眠唤醒和恢复睡眠功能提高节能效率。

LIS3DH 集成了 32 级先进先出 (FIFO) 缓冲区供用户存储数据，从而可减少主机处理器的干

预。

LIS3DH 采用纤薄的小型塑料平面网格阵列封装 (LGA)，可确保在更大的温度范围（-40 °C

至 +85 °C）内正常工作。

SMD 封装的尺寸和重量都超小，非常适用于手持式便携应用（比如手机和 PDA）或者任何

需要减小封装大小和重量的其他应用。

www.st.com

目录 AN3308

2/52 Doc ID 18198 Rev 1 [English Rev 1]

1 寄存器表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 工作模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1 掉电模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2 正常模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 低功耗模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4 切换模式时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3 启动序列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1 读取加速度数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1.1 使用状态寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1.2 使用数据就绪 (DRY) 信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1.3 使用块数据 (BDU) 功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2 了解加速度数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2.1 数据对齐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2.2 大端 / 小端选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2.3 加速度数据示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4 高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.1 滤波器配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.1.1 正常模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1.2 参考模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1.3 自动复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5 中断生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.1 中断引脚配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6 惯性中断 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.1 持续时间 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.2 阈值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

6.3 自由落体和唤醒中断 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

6.3.1 惯性唤醒 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.3.2 绕过高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

AN3308 目录

Doc ID 18198 Rev 1 [English Rev 1] 3/52

6.3.3 使用高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.4 自由落体检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

76D/4D定向检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.1 6D 定向检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

7.2 4D 方向 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

8 单击和双击识别 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.1 单击 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.2 双击 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

8.3 寄存器说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8.3.1 TAP_CFG (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8.3.2 TAP_SRC (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

8.3.3 TAP_THS (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.3.4 TIME_LIMIT (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.3.5 TIME_LATENCY (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.3.6 时窗 (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

8.3.7 CTRL_REG3 [ 中断 CTRL 寄存器 ] (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

8.4 示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

8.4.1 配合 TAP_TimeLimit 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

8.4.2 配合 TAP_Latency 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8.4.3 配合 TAP_Window 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

9 先入先出 (FIFO) 缓冲区 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

9.1 FIFO 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

9.2 FIFO 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

9.2.1 控制寄存器 5 (0x24) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

9.2.2 FIFO 控制寄存器 (0x2E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

9.2.3 FIFO 源寄存器 (0x2F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

9.3 FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

9.3.1 Bypass 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

9.3.2 FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

9.3.3 Stream 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

9.3.4 Stream-to-FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

9.4 水印 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

9.5 从 FIFO 重新获取数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

AN3308 表格索引

Doc ID 18198 Rev 1 [English Rev 1] 5/52

表格索引

表 1. 寄存器表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

表 2. 工作模式选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

表 3. 数据速率配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

表 4. 功耗比较 (mA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

表 5. 切换模式时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

表 6. 输出数据寄存器内容与加速度对比 (FS = 2 g) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

表 7. 高通滤波器模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

表 8. 低功耗模式 - 高通滤波器截止频率 [Hz] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

表 9. 参考模式 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

表 10. CTRL_REG3 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

表 11. CTRL_REG3 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

表 12. CTRL_REG6 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

表 13. CTRL_REG6 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

表 14. 中断模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

表 15. 正常模式下的持续时间 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

表 16. 阈值 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

表 17. 6D 位置中的 INT1_SRC 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

表 18. TAP_CFG 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

表 19. TAP_CFG 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

表 20. 真值表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

表 21. TAP_SRC 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

表 22. TAP_SRC 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

表 23. TAP_THS 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 24. TAP_SRC 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 25. TIME_LIMIT 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 26. TIME_LIMIT 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 27. TIME_LATENCY 寄存器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 28. TIME_LATENCY 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表 29. TIME_WINDOW 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

表 30. TIME_LATENCY 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

表 31. CTRL_REG3 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

表 32. CTRL_REG3 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

表 33. FIFO 缓冲区完整表示（存储了第 32 个样本集合） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

表 34. FIFO 上溢表示（存储了第 33 个样本集合、丢弃了第 1 个样本） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

表 35. CTRL_REG5 中的 FIFO 使能位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

表 36. FIFO_CTRL_REG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

表 37. FIFO_SRC_REG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

表

38. FIFO_SRC_REG 特性（假定 FTH[4:0] = 15）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

表 39. CTRL_REG3 (0x22) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

表 40. 文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

表 41. 中文文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

剩余51页未读，继续阅读

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2020-01-06

要调lis3dh的话，一份不错的参考资料

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